Sunce, naša zvijezda, određuje ritam života u svom sustavu čiji je član i Zemlja. Prije svega, Sunce je odgovorno za klimu na Zemlji, a samim tim i za postanak života na Zemlji, evoluciju tog života,… Drugim riječima, Sunce neposredno određuje prošlost, sadašnjost i budućnost naše planete.

U današnje vrijeme imamo i neposredne dokaze o tome. Većina informacija koje dolaze od Sunca mogu se objasniti elektromagnetnim silama. Sva elektromagnetna međudjelovanja između Sunca i Zemlje u većoj ili manjoj mjeri periodički se ponavljaju. Tako imamo: dnevne, mjesečne, godišnje, desetgodišnje,… elektromagnetne cikluse djelovanja Sunca na Zemlju.

No najprije, što je to elektromagnetno međudjelovanje?

Samo ime elektromagnetno međudjelovanje ukazuje na prirodu povezanosti električnih i magnetnih pojava. Ova povezanost najbolje se očituje u građi elektromagnetnog vala (crtež br. 1). Okomito na električno polje (E) javlja se magnetno polje (H) i obrnuto. Intenziteti električnog i magnetnog polja su međusobno razmjerni.

Crtež br. 1

Važno je pitanje: kakvo je njihovo djelovanje na nabijenu česticu?

Poznato je da električno polje pravocrtno ubrzava (ili usporava) nabijene čestice dok magnetno polje zakreće putanju nabijene čestice ovisno od njegove jačine ka kružnici. Zbog toga se nabijena čestica ubrzava po spirali u elektromagnetnom polju.

MAGNETNO POLJE SUNCA

Sunce je zagrijana kugla u stanju plazme koja se najvećim djelom sastoji od vodika i helija. Dosadašnja mjerenja pokazala su da Sunce ima dvije vrste magnetnog polja.

Globalno magnetno polje jakosti 6x10-5 T sa svojim polovima.

Osim toga na Suncu postoje i lokalna magnetna polja jakosti od oko 0,4 T. Ova magnetna polja u uskoj su vezi s pjegama na Suncu.

Ono što je interesantno za Sunce jeste da postoje godine maksimuma Sunčeve aktivnosti kada je na disku Sunca vidljiv veliki broj pjega i obrnuto, godine minimuma aktivnosti. Ovo razdoblje Sunčeve aktivnosti iznosi 11 god. i povezano je s magnetnim razdobljem Sunca koje iznosi 22 god. Za vrijeme jednog magnetnog razdoblja sjeverni pol Sunca postane južni te ponovo sjeverni. Kuriozitet je da u jednom momentu oba pola Sunca mogu postati istovremeno sjeverna ili južna.

MAGNETNO POLJE ZEMLJE

Crtež br. 2

Sve planete u sunčevom sustavu se u većoj ili manjoj mjeri ponašaju kao magneti. Poznato je da se magnetni polovi Zemlje ne poklapaju sa geografskim polovima već su zakrenuti za kut od približno 11,5° u odnosu na os rotacije (crtež br. 2). Tako se sjeverni magnetni pol nalazi u Hudsonovu zaljevu, a južni magnetni pol, južno od Australije.

Na magnetno polje Zemlje približne jakosti 5x10-5 T utječe:

1. Magnetno polje nastalo usljed rotacije planete koje je dovelo do stvaranja sporih vrtloga u rastopljenom jezgru od nikla i željeza. Ti spori vrtlozi predstavljaju električne struje koje okomito na sebe stvaraju magnetno polje.

2. Kozmičko zračenje koje svakodnevno zapljuskuje Zemlju.

3. Nastajanje električnih struja u gornjim slojevima atmosfere Zemlje, ionosferi, pod utjecajem solarnog vjetra.

U vezi s ovim pojavama povezano je i gibanje magnetnih polova Zemlje koje još nije do kraja objašnjeno.

DJELOVANJE SUNCA NA ZEMLJU

Sa granice vanjske korone Sunca struji u međuplanetarni prostor solarni vjetar - obilje nabijenih čestica. Zbog toga je u solarnom vjetru kontinuirano magnetno polje (jakosti 10-9 T) i sraz vjetra s magnetnim poljem Zemlje narušava dipolnu simetriju - ono postaje grubo sferično sa strane dana na Zemlji (crtež br. 3). Sa suprotne strane Zemlje od Sunca, magnetno polje Zemlje je grubo cilindrično jer se na toj strani stvaraju magnetne linije sila koje su razdvojene i koje obrazuju tzv. magnetni rep Zemlje.

Crtež br. 3

Ova slika je vremenski promjenljiva zbog obrtanja Zemlje oko svoje osi i zbog pojačane aktivnosti Sunca, kada solarni vjetar postaje gušći i više magnetičan, odnosno rjeđi i manje magnetičan.

Solarni vjetar ulijeće po magnetnim linijama u ionosferu u blizini Zemljinih polova. Pri tome se brzi elektroni i protoni sudaraju s molekulama kisika i dušika dovodeći ih u pobuđeno stanje. Zbog toga molekule kisika zrače u zelenoj ili crvenoj, a molekule dušika u ljubičastom dijelu spektra.

Do ove pojave dolazi svakodnevno u većoj ili manjoj mjeri. Svakako da je jedna od najljepših pojava koja na taj način nastaje polarna svjetlost. Redovito nastaje iznad polova Zemlje, no nije isključeno da se vidi i s naših geografskih širina kao što se vidjela i ove godine u noći 6./7. travnja.

Manje spektakularna, ali isto lijepa, je i pojava traka u atmosferi Zemlje. Solarni vjetar ne toliko velikog intenziteta ulijeće u uskom snopu u ionosferu i pobuđuje čestice na svijetljenje. Pojava je manjeg intenziteta, a ponekad se preko čitavog neba mogu vidjeti prevučene svijetle trake na nebu. Ova pojava povezana je s pjegama i protuberancama na Suncu.

Istodobno s tim pojavama obično dolazi do magnetnih poremećaja pa i tzv. magnetnih bura (crtež br. 4). Najlakše se očituje u dezorjentiranom ponašanju magnetne igle kompasa i smetnjama na radio vezama.

Crtež br. 4

Ove pojave su učestalije u vrijeme maksimuma Sunčeve aktivnosti. To je i neposredan dokaz utjecaja Sunca na magnetno polje Zemlje.

Nakon svega, postavlja se pitanje da li i u kolikoj mjeri ove pojave utiču na klimu na Zemlji?

Praksa pokazuje da se u razdobljima maksimalne aktivnosti Sunca vrijeme na Zemlji ničim ne razlikuje od vremena u drugim godinama Sunčeva ciklusa, te zbog toga meteorolozi u svom radu pojave na Suncu ne uzimaju u obzir.

Literatura:

M. Dimitrijević, A. Tomić: 1995., Astronomija za IV razred gimnazije, ZUNS, Beograd
1. M. Stupar: 1977., Tajne Sunca, AAD, Sarajevo
2. Ž. Šporer, A. Kuntarić: 1989., Repetitorij fizike, ŠK, Zagreb
3. B. Đurić, Ž. Ćulum: 1973., Fizika - elektricitet i magnetizam, NK, Beograd
4. M. V. Karabin: 1980., Astrofizika, NK, Beograd
5. Ph. D. Irwing Adler: 1972. Fizika - čuda znanosti, ŠK, Zagreb
6. Edward M. Purcell: 1988., Elektricitet i magnetizam, TK, Zagreb
7. Sybil P. Parker: 1983., Encyclopedia of Astronomy, McGrew Hill Inc., USA
8. B. Ševarlić, S. Sadžakov: 1972., Astronomski atlas, ZUNS, Beograd
9. В. Н. Жарков: 1983., Внутреннее строение Земли и планет, Наука, Москва
10. L. R. Lyons, D. J. Williams: 1984. Quantitative aspects of magnetospheric physics, D. Reidel Publishing Company, Doolrecht, Holland
11. Vasiona: 1988/2-3
12. Čovjek i svemir: 1999-00/4

INFLUENCE OF THE SUN ON EARTH

Past, present and future of our planet is totally determined by the Sun. In the Sun is described electromagnetic activity of the Sun on the Earth.